So finden Sie das richtige Messmittel

Technik und Wirtschaft für die deutsche Industrie
10 · Trends + Innovation
· Produktion
· 07. September
2016 2016
· Nr. 36Seite 10-11
erschienen
in Produktion
Ausgabe
36/2016,
07. September 2016 2016 · Nr. 36 · Produktion ·
So finden Sie das
richtige Messmittel
Werner Rennen, Leiter Qualitätssicherung bei
der Berghoff GmbH, zu den Messmitteln:
„Unsere Kernkompetenz ist die spanende Bearbeitung sehr komplexer
und hochgenauer Bauteile mit großer Variantenvielfalt. Was zur wirklichen Einhaltung der Toleranzen führt, passiert in der Fertigung. Deshalb
sind die Handmessmittel und infrarotmesstaster in den Bearbeitungsmaschinen der Schlüssel für eine hohe Genauigkeit in der Produktion.
Die Koordinatenmessgeräte dienen als referenz. Wenn bei der Kontrollmessung auf dem KMG Ungenauigkeiten festgestellt werden, werden
sofort die entsprechenden Handmessmittel kontrolliert und gegebenenfalls kalibriert.“
Welches Messmittel ist für welchen Einsatz geeignet?
Hier eine Checkliste für den schnellen Überblick:
SEBASTiAN MoSEr
ProDUKTioN Nr. 36, 2016
Landsberg. Die Fortschritte bei
der Erfindung immer neuer Messmittel sind insbesondere in der
optischen Messtechnik atemberaubend. Wer nicht tief in dem
Thema steckt, ist bei der Auswahl
des richtigen Messmittels oft
überfordert. So macht es keinen
Sinn, mit einem Lasertracker kleine Bauteile zu vermessen oder mit
taktilen Koordinatenmessgeräten
(KMG) große Freiformflächen auf
ihre Oberflächengenauigkeit zu
kontrollieren. Immerhin hat es
beim Einsatz von KMG in den
letzten Jahren einen deutlichen
Bewusstseinswandel gegeben:
„Mittlerweile ist die Bedeutung
der Messtechnik für die einwandfreie Qualität der Bauteile in den
Köpfen von Geschäftsführeren,
Werks- und Fertigungsleitern angekommen“, berichtet Dr.-Ing.
Dirk Berndt vom Fraunhofer Institute for Factory Operation and
Automation IFF. Das war vor zehn
Jahren noch anders: Die Messtechnik wurde häufig als lästiges
Übel angesehen. Wenn alles gut
lief, wurde der Messtechniker
kaum wahrgenommen. In den Fokus rückte er immer dann, wenn
es schlechte Nachrichten gab und
das Bauteil nicht passte. Ein un-
Trends + Innovation · 11
dankbarer Job! „Heute ist die
Messtechnik im Rahmen der Qualtätssicherung fest in die Produktionsabläufe eingebunden“, so
Berndt. Und dabei gibt es zwei
Trends: Zum einen rückt die Messtechnik immer näher an die Fertigungslinien. Somit lassen sich
Fehler fast in Echtzeit erkennen
und es kann sofort reagiert werden. Es gibt sogar bereits erste
Ansätze zu einem Regelkreis: Das
Bauteil wird automatisch kontrolliert und bei Abweichungen die
CNC-Steuerung der Maschine entsprechend nachjustiert. Ein weiterer Trend geht hin zur berührungslosen optischen Messtechnik. Immer genauer und schneller
werden diese optischen Messsysteme. Sie eignen sich besonders
zur schnellen Überprüfung flächiger Bauteile. Werden klassische
taktile KMG bald aussterben?
Nein, sie ermöglichen auch in Zukunft einmalige Genauigkeiten,
von denen die optischen Messsysteme noch weit entfernt sind. Aus
diesem Grund wird auch der klimatisierte Messraum nicht aussterben. Temperatureinflüsse
lassen sich zwar erfassen, doch
für Genauigkeiten im µm-Bereich
geht es nicht ohne einen klimatiserten Messraum. Dazu kommt
auch noch das Problem mit Vibrationen und Schmutz.
Tragbare Koordinatenmessgeräte
Tragbare KMG sind die Alternative, wenn ein Teil nicht vom Fertigungsbereich in das Messlabor transportiert werden kann. Sie verfügen über
die Vorteile eines fest installierten KMG und sind mobil, sodass Sie das
KMG in den Fertigungsbereich, ein anderes Gebäude oder das Werk eines Lieferanten mitnehmen können.
Fest installierte Koordinatenmessgeräte
3D-Scanner
Genauso wie tragbare CMMs können fast alle 3D-Scanner flexibel im
Fertigungsbereich bewegt werden, und sie sind – ebenso wie optische
tragbare CMMs – in der Lage, in komplexen Fertigungsbereichen zu
messen, die sich häufig durch Temperaturschwankungen, Vibrationen,
unerfahrene Anwender usw. auszeichnen. Sie ermöglichen eine besonders hohe informationsdichte der erfassten Daten und umfassende
Analysemöglichkeiten.
Vorteile
● Hohe Erfassungsgeschwindigkeit und informationsdichte
zur Analyse
● Kurze Dauer bis zur Auswertung eines vollständigen Teils
● Effiziente Digitalisierung komplexer Formen mit einer großen
Anzahl von Punkten und vollkommen kontaktlos
● Beste Lösung zum Prüfen
von Freiformoberflächen
Nachteile
Der Messkörper muss sich auf
der Sichtachse des Scanners
befinden
● Viel zu umfangreiche Lösung
für die Prüfung einfacher geometrischer Formen, wie Stiften
und Löchern
●
Fest installierte CMMs eignen sich für komplexe Teile deutlich besser als
Handmessgeräte. Tatsächlich kann mit ihnen nahezu jedes Merkmal/
Maß mit sehr hoher Genauigkeit gemessen werden. Aus genau diesem
Grund sind sie für QS-Manager auch die erste Wahl bei Messgeräten.
Vorteile
● Effiziente Messung komplexer
Teile
● Flexibilität
● Zugang zu automatisch erstellten Berichten
● Möglichkeit, sämtliche Arten
von Merkmalen zu messen und
zu prüfen
● Unschlagbare Genauigkeit
Handmessgeräte
Nachteile
Die Kontur des Messkörpers
wird durch die Größe des Messtischs beschränkt
● Hohe Verwendungskosten
● Umfangreiche technische Kenntnisse erforderlich
● Fest am Boden installiert
● Starre Einrichtung erforderlich
●
Unterkategorie: laser-tracker
Werkzeuge dieser Unterkategorie werden häufig eingesetzt, um große
Teile zu messen. Während fest installierte CMMs durch die Messtischfläche und tragbare CMMs durch ihr Messvolumen begrenzt werden, können Laser-Tracker Teile wie Tragflächen oder Fahrzeugrahmen sowie große Werkzeuge messen. Zu den Nachteilen gehört jedoch, dass sie eine
starre Einrichtung erfordern und äußerst bewegungsempfindlich sind.
Zu den am weitesten verbreiteten Handmessgeräten gehören Bügelmessschrauben, Messschieber, Winkelmesser und Prüflehren. Sie werden vornehmlich für einfache Prüfungen und grundlegende Messungen
herangezogen, wie zum Beispiel Messen eines Durchmessers, einer
Wandstärke oder anderer Maße, für die kein Bericht erforderlich ist.
Sebastian Moser
schreibt über die spanende Fertigung und
3D-Koordinatenmesssysteme.
[email protected]
Vorteile
● Einfache Verwendung
● Nur technische Grundkenntnisse erforderlich
● Hohe Genauigkeit
● Schneller Einsatz für einfache
Messungen und Merkmale
Nachteile
Wiederholbarkeit: Die Messung
beruht auf der Handhabung des
Anwenders
● Auswahl des am besten geeigneten Werkzeugs gestaltet sich
schwierig, da für jede Messung
ein anderes Gerät erforderlich ist
● Einsatz bei komplexen Teilen
schwierig
●
Vorteile
● Mobilität: Das Messgerät
kommt zum Bauteil (nicht umgekehrt)
● Einfache Verwendung
● Möglichkeit einer direkten
Messung im Fertigungsbereich
Nachteile
Empfindlich gegenüber Vibrationen, nicht für Messungen in instabilen Fertigungsbereichen geeignet
● Starre Einrichtung erforderlich
● Erfahrung und Fertigkeiten des
Anwenders können sich auf die
Messgenauigkeit auswirken
● Genauigkeitsverlust
●
Unterkategorie: optische tragbare KMG
Werkzeuge dieser Unterkategorie bieten dieselben Vorteile wie einfache
tragbare CMMs, haben aber einen entscheidenden Vorteil: Eine starre
Einrichtung entfällt. Das bedeutet, dass wirklich alles (Tracker, Messgerät und Messkörper) während der Messung bewegt werden können.
Dadurch wird etwas Druck von den Anwendern genommen. Außerdem
müssen ihre technischen Kenntnisse nicht stark ausgeprägt sein, da weniger Fehler aufgrund zusätzlicher Handgriffe und Ausrichtungen entstehen. Kurz: optische tragbare CMMs sind perfekt auf Messungen im Fertigungsbereich abgestimmt.